聚乙烯基吡咯烷酮驻极体的热刺激去极化电流分析

采用热刺激去极化电流法(TSDC)研究了聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)驻极体的放电原理。TSDC谱图上三个电流峰分别位于70℃,155℃和230℃附近。利用多点法拟合电流谱图后作出以下推论并进行了验证:70℃左右电流峰是来源于极性侧基运动的β峰;155℃左右则是α峰,来源于玻璃化转变时分子链段上偶极解取向,230℃左右为空间电荷ρ峰,机理是空间电荷被捕获在陷阱后受热发生的退陷阱。

TSDC法研究聚乙烯基吡咯烷酮驻极体的电荷存储性能

使用TSDC(热刺激去极化电流)法,在2℃/min和3.5℃/min两种加热速率下,温度范围30~250℃,测量了聚乙烯吡咯烷酮驻极体(PVP)的放电过程。结果表明,TSDC谱图中(230±5)℃位置的最高峰ρ峰,是来源于热刺激下被困空间电荷的退陷阱。ρ峰的电流非常大,是因为PVP分子的侧基是包含了内酰胺的吡咯烷酮环结构,属于强极性基团,这就导致分子内体陷阱增多,被困空间电荷量大大增加,热刺激下脱困的空间电荷也大幅增加;并且还加深了PVP的陷阱深度,这些特性使得PVP驻极体具有优良的存储电荷性能。

PVP在室温以上的介电性能研究

通过在40℃～160℃,63.1Hz～4MHz范围内测量PVP的介电松弛谱,发现了PVP的介电松弛中含有α松弛,β松弛和γ松弛三种极化过程,其中α松弛归因于聚合物的玻璃化转变,β松弛归因于聚合物的侧基运动,γ松弛归因于聚合物的链段局域运动;而介电损耗低频处有直流电导的贡献。

哑铃形分子的聚合与表征

利用三硫代碳酸酯为链转移剂,在室温下利用钴源照射引发苯乙烯和马来酸酐交替共聚,通过活性的RAFT聚合,制备了窄分布的聚合物,该聚合物可以继续在钴源照射下引发丙烯酸甲酯等进行RAFT聚合,制备ABA三嵌段聚合物.形成的嵌段共聚物中含有酸酐官能团,可以和带有羟基的单封端的PEG等进行酯化反应给主链接上侧基,从而形成带水溶性侧基哑铃形聚合物.并使用NMR,FT-IR,GPC,DSC等来表征和验证了产物的结构.

利用介电方法深入研究PVP的分子运动

发现PVP介电松弛中含有α松弛,β松弛和γ松弛三种极化过程,并拟合得到三个过程的频率谱。在此基础上,利用阿伦尼乌斯方程计算出了β松弛和γ松弛的活化能,并通过VTF方程拟合计算的方法,得到了在升温速率无限小情况下聚乙烯基吡咯烷酮的玻璃化转变温度。